Mn2+溶液為可溶性二價錳鹽。
[0030] 作為優選,所述Fe3+溶液中的Fe3+、Fe2+溶液中的Fe2+與ΝΗ3 ·H20的摩爾比為2:1: 14.5~16〇
[0031] 作為優選,所述改性粉煤灰的投加量為20~200mg/g.干SS。本發明中提及的投加 量單位mg/g.干SS中的"干SS"均指剩余活性污泥的干重(SS)量。
[0032] 更優選,所述改性粉煤灰在負載鐵錳元素之前過200目篩。
[0033] 作為優選,所述氧化劑為H202、過硫酸鹽中的至少一種,這兩種氧化劑作為綠色試 劑,不會對環境造成二次污染。
[0034]具體地,過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸氫鈉、過硫酸氫鉀中的 一種。
[0035]作為優選,所述氧化劑的投加量為5~100mg/g.干SS;氧化反應的時間為20min~ 2h〇
[0036] 更優選,所述氧化劑由H2〇2和過硫酸鹽組成,其中,H2〇2的投加量為5~80mg/g.干SS;過硫酸鹽的投加量為10~100mg/g干SS;氧化反應的時間為30min~2h。
[0037] 作為優選,所述骨架劑為石灰、電石渣、碳酸鈣、氧化鈣中的至少一種。上述骨架劑 既可與改性粉煤灰一起組成污泥骨架,同時也具有調節反應液pH值的功能,對環境無二次 污染,且能使污泥中的重金屬穩定化。
[0038] 與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
[0039] (1)本發明在進行類芬頓/過硫酸鹽高級氧化反應前,采用負載有納米Fe304和Mn2+ 的改性粉煤灰,提高了原有粉煤灰的吸附能力,使改性粉煤灰有效地吸附污泥中的部分水 分和污染物,也提高了粉煤灰的催化能力,催化氧化劑產生更多的強氧化性自由基,從而高 效降解污泥中的污染物以及污泥本身,不僅高效去除了剩余活性污泥中的有機污染物,而 且降低了污泥的含水量,實現了污泥的無害化、減量化處理以及粉煤灰的資源化綜合利用。 [0040] (2)本發明方法無需對污泥進行預調酸,降低了處理成本,簡化了處理工藝。
[0041 ] (3)本發明方法處理時間短,構筑物少,工序簡單,易于操作。
[0042] (4)本發明采用固廢粉煤灰不僅實現了以廢治廢的目的,而且因污泥脫水性能的 增加,含水率的降低,使脫水后污泥運輸和處理費用減少。
【具體實施方式】
[0043]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步的描述。
[0044] 下列實施例中,改性粉煤灰的制備方法具體如下:
[0045] (1)在氮氣保護下,向過200目篩的粉煤灰中加入FeCl3溶液和FeS04溶液,超聲 lOmin至分散均勻,邊攪拌邊滴加ΝΗ3 ·H20,滴加完后,反應lOmin,獲得負載納米Fe3〇4的粉 煤灰;
[0046] (2)用去離子水將負載納米Fe304的粉煤灰清洗三次,在氮氣保護下,向負載納米 Fe3〇4的粉煤灰中加入MnCl2溶液,攪拌2h后,在氮氣保護下,105°C烘干材料,研磨,得到負載 納米Fe3〇4和Mn2+的改性粉煤灰。
[0047] 下列實施例中改性粉煤灰制備方法的不同之處僅在于原料的用量,從而造成改性 粉煤灰中納米Fe3〇4和Mn2+的負載量不同。
[0048] 實施例1
[0049] 某制藥企業剩余活性污泥中A0X含量高達5347mg/kg(干泥),原泥含水率95.7%, 初始pH為7.8。
[0050]上述剩余活性污泥的處理方法如下:
[00511 (1)向剩余活性污泥中加入l00mg/g.干SS的負載鐵錳元素的改性粉煤灰,以180r/ min進行攪拌,混合均勻后,獲得混合液;其中,以質量分數計,改性粉煤灰中納米Fe304的負 載量為10%,Mn2+的負載量為2%。
[0052]粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到21.5m2/g。
[0053] (2)向混合液中加入40mg/g.干SS的H2〇2,以180r/min進行攪拌,氧化反應2h后,獲 得反應液。
[0054] 反應30min后,反應液pH值降為3.4 ;反應2h后,剩余活性污泥A0X去除率達到 75.2%。
[0055] (3)反應完成后,向反應液中加入生石灰調節pH值至9,以180r/min進行攪拌,經板 框壓濾后,獲得濾液和污泥濾餅。
[0056] 處理后污泥毛細吸水時間由265.6s降低為19.9s,污泥濾餅含水率降低到49.8%。[0057]剩余污泥經氧化處理前后有機污染物的變化情況如表1所示。
[0058]表1GC-MS檢測實施例1中剩余活性污泥處理前后的化合物種類和峰面積變化情 況
[0060] 實施例2
[0061 ]本實施例中,以質量分數計,改性粉煤灰中納米Fe3〇4的負載量為10%,Mn2+的負載 量為5%。
[0062]粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到22.3m2/g。
[0063]除此之外,其余內容與實施例1相同。
[0064] 處理結果:處理后污泥毛細吸水時間由265.6s降低為18.9s,污泥濾餅含水率降低 到49.1 %,污泥Α0Χ去除率為76.8%。
[0065]氧化處理前后污泥中主要污染物的變化如表2所示。
[0066]表2GC-MS檢測實施例2中剩余活性污泥處理前后的化合物種類和峰面積變化情 況
[0067]
[0068] 實施例3
[0069] 本實施例中,以質量分數計,改性粉煤灰中納米Fe3〇4的負載量為5%,Mn2+的負載 量為1%。
[0070] 粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到14.5m2/g。
[0071] 除此之外,其余內容與實施例1相同。
[0072]處理結果:處理后污泥毛細吸水時間由265.6s降低為80.2s,污泥濾餅含水率降低 到60.2 %,污泥Α0Χ去除率為66.2 %。
[0073]處理前后污泥中主要污染物的變化如表3所示。
[0074]表3GC-MS檢測實施例3中剩余活性污泥處理前后的化合物種類和峰面積變化情 況
[0075]
[0076] 實施例4
[0077] 本實施例中,以質量分數計,改性粉煤灰中納米Fe304的負載量為20%,Mn2+的負載 量為5%。
[0078]粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到28.9m2/g。
[0079] 除此之外,其余內容與實施例1相同。
[0080] 結果:處理后污泥毛細吸水時間由265.6s降低為16.2s,污泥濾餅含水率降低到 47.1 %,污泥Α0Χ去除率為87.2%。
[0081 ]處理前后污泥中主要污染物的變化如表4所示。
[0082]表4GC-MS檢測實施例4中剩余活性污泥處理前后的化合物種類和峰面積變化情 況
[0085] 對比例1
[0086] 本對比例中,采用未改性的粉煤灰,除此之外,其余操作內容與實施例1相同。
[0087] 處理結果:反應30min后,污泥pH為7.3,處理后,污泥毛細吸水時間由265.6s降低 為166.2s,污泥濾餅含水率降低到75.8%。污泥Α0Χ去除率僅為18.2%。
[0088] 對比例2
[0089]本對比例中,采用Fe203和Mn2+負載的改性粉煤灰,以質量分數計,Fe203的負載量為 10%,Mn2+的負載量為2%,粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到15.5m2/g。 [0090]除此之外,其余操作內容與實施例1相同。
[0091] 處理結果:反應30min后,污泥pH為6.3,處理后,污泥毛細吸水時間由265.6s降低 為126.2s,污泥濾餅含水率降低到68.3%。污泥Α0Χ去除率僅為48.2%。
[0092] 對比例3
[0093]本對比例中,采用Fe203和Μη02負載的改性粉煤灰,以質量分數計,Fe203的負載量為 10%,Μη02的負載量為3.5%,粉煤灰改性后,比表面積由原先的8.2m2/g,提高到17.6m2/g。 [0094]除此之外,其余操作內容與實施例1相同。
[0095] 處理結果:反應30min后,污泥pH為6.5,處理后,污泥毛細吸水時間由265.6降為 142.Is,污泥濾餅含水率降低到71.2%。污泥Α0Χ去除率僅為40.8%。
[0096] 實施例5
[0097]某大型染料生產企業活性污泥中Α0Χ含量為2276mg/kg(干泥),原泥含水率為 96.2%,初始pH為 7.6。
[0098]上述剩余活性污泥的處理方法如下:
[0099] (1)向剩余活性污泥中加入100mg/g.干SS的負載鐵錳元素的改性粉煤灰,以180r/ min進行攪拌,混合均勻后,獲得混合液;其中,以質量分數計,改性粉煤灰中納米Fe3〇4的負 載量為8%,